微型计算机基础ppt课件.ppt

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1、第1章微型计算机基础1.1.1微型计算机发展概况自20世纪40年代世界上第一台计算机ENIAC在美国宾夕法尼亚大学研制成功以来，电子计算机经历了几次重大的技术革命，得到了突飞猛进的发展。通常按照电子计算机采用的电子器件来进行划分，可将电子计算机的发展分为4个阶段，习惯上称为四代：第一代：电子管计算机时代(1946年第一台计算机问世～20世纪50年代后期)。这一时期的计算机采用电子管作为基本器件。在这一时期，主要为军事与国防尖端技术的需要而研制计算机，并逐步扩展到民用，转为工业产品，形成了计算机工业。第二代

2、：晶体管计算机时代(20世纪50年代中期～20世纪60年代后期)这一时期计算机主要器件的电子管逐步由晶体管代替，使整机的体积缩小，功耗降低，可靠性和运算速度得到提高，且价格下降。并且随着磁心存储器的使用，速度得到进一步提高。计算机的应用领域由军事与尖端技术领域扩大到气象、工程设计、数据处理以及其他科学研究等领域。第三代：集成电路计算机时代(20世纪60年代中期～20世纪70年代前期)这一时期的计算机采用集成电路作为基本器件，因此，功耗、体积、价格进一步下降，而速度和可靠性进一步提高，使计算机的应用领域进一步

3、扩大，占领了许多数据处理的应用领域。第四代：大规模集成电路和超大规模集成电路计算机时代(20世纪70年代以后)这一时期的计算机采用大规模和超大规模集成电路作为基本器件，芯片集成度和微处理器的工作速度以摩尔定律发展，半导体存储器取代磁心存储器，并不断向大容量、高速度发展；微型计算机和计算机网络的产生和发展，使计算机的应用更加普及，并深入到社会生活各方面。随着大规模和超大规模集成电路制造技术的发展，20世纪70年代初期，微处理器的出现开创了微型计算机的新时代。所谓微型计算机是指以微处理器为核心再配上半导体存储器

4、、输入/输出(I/O)端口电路、系统总线及其他支持逻辑电路组成的计算机。从1971年美国Intel公司首先研制成功世界上第一块微处理器芯片4004以来，如今已经推出了六代微处理器产品。微处理器是微型计算机的核心部件，因此，微型机的发展是以微处理器的发展而更新换代的。第一代(1971—1973年)4位或低档8位微处理器第一代微处理器和微型计算机是以4位微处理器和低档8位微处理器为代表，典型产品有：美国Intel公司1971年首次推出的Intel4004；1972年3月Intel公司推出的低档8位通用微处理器I

5、ntel8008。第一代微处理器的芯片集成度约为2000管/片，时钟频率为1MHz，平均指令执行时间为20s。第一代微型计算的特点是指令系统简单，运算功能单一，但价格低廉，使用方便。2.第二代(1974—1978年)中高档8位微处理器典型产品有：1973年Intel公司推出的Intel8080及其改进型8085；1974年美国Motorola公司推出的MC6809；1975年由Zilog公司推出的Z-80；MOS公司推出的MOS6502。第二代微处理器的芯片采用NMOS工艺，集成度达到5000～9000管

6、/片，微处理器的性能技术指标有明显改进，时钟频率为2～4MHz，运算速度加快，平均指令执行时间为1～2s。第二代微型计算机的特点是具有多种寻址方式，指令系统较完善。在系统结构上已经具有典型计算机的体系结构，设计考虑了机器间的兼容性、端口的标准化和通用性。在软件方面，除可使用汇编语言外，还有高级语言和操作系统。3.第三代(1978—1983年)16位微处理器这一时期最典型的产品是Intel公司1978年推出的16位微处理器Intel8086以及准16位微处理器8088，Zilog公司的Z-8000，Moto

7、rola公司的MC68000。第三代微处理器工艺上采用HMOS高密度集成工艺技术，集成度为2～7万管/片，时钟频率为4MHz～8MHz，数据总线宽度为16位，地址总线为20位，可寻址内存空间达1MB，运算速度比8位机提高2～5倍。1982年，Intel公司又推出80286微处理器，它是16位微处理器中的高档产品，其集成度达到10万个晶体管/片，时钟频率为10MHz，平均指令执行时间为0.2s，速度比8086提高5～6倍。第三代微型计算机的特点是具有丰富的指令系统、多种寻址方式以及多种数据处理形式，并采用多

8、级中断，有完善的操作系统。80286含有多任务系统必须的任务转换功能、存储器管理功能和多种保护机构，以支持虚拟存储体系结构。4.第四代(1983—1993年)32位高档微处理器典型产品有：1983年Zilog公司推出的Z-80000；1984年Motorola公司推出的MC68020；1985—1989年Intel公司分别推出的Intel80386和80486。第四代微处理器采用先进的高速CHMOS(HCMOS)